低品位难处理钽铌矿中铌的浸出试验研究

目前世界上大部分铌矿矿山采用硫酸-氢氟酸分解法湿法冶金处理工艺,但氢氟酸的毒性高、腐蚀性强,对设备材质要求高,而且成本高,不适宜处理低品位矿石。针对我国攀西地区某低品位铌矿开展了工艺矿物学和纯硫酸体系酸化焙烧-浸出工艺研究,考察了不同焙烧时间、用酸量等对铌浸出率的影响。研究结果表明:该矿石含铌矿物主要由褐钇铌矿、复稀金矿和铌铁金红石组成,N2O5含量0.034%,嵌布粒度细,比较分散,属于低品位极难处理铌矿。铌属于难溶金属,在低温(温度低于100℃)下,采用强酸、强碱浸出,铌浸出率低于30%,无法得到有效回收。添加H2O2与水合铌矿物形成酸可溶的配合物,有效提高了铌浸出率。获得最佳的工艺参数为:在磨矿细度为-74μm占80%,硫酸化焙烧的温度为250℃,硫酸用量占原矿质量比为75%,添加H2O2用量占原矿质量比为70%,焙烧时间2 h;浸出温度90℃,液固比4∶1,酸矿比为3∶1,浸出时间2 h的条件下,铌浸出率达到81%。     

浸铜菌株的选育研究

采用氧化亚铁硫杆菌（Ｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｆｅｒｒｏｏｘｉｄａｎｓ，简称Ｔ．Ｆ．菌）作为出发菌株，应用Ｈｅ－Ｎｅ激光进行诱变研究及浸矿工艺影响参数的研究。     

离子交换法分离高镁低镍硫化矿生物浸出液中的镍镁

高镁低镍硫化矿细菌浸出液中有价金属镍离子浓度为300 mg·L-1左右,杂质金属镁离子浓度高达10~20 g·L-1,过高的镁离子浓度使细菌大量死亡,浸出无法继续,且常规方法难以对镍离子进行提取。本文采用离子交换树脂CN-27对浸出液进行吸附,镍镁吸附比例约为1∶10,小于原液中的镍镁比例1∶50。利用不同浓度硫酸溶液进行树脂解吸,当硫酸浓度为9 g·L-1时,镁离子首先从树脂上洗脱下来,而镍离子几乎不被洗脱;当硫酸浓度为36 g·L-1时,镍离子开始从树脂上洗脱下来。实验测得该条件下树脂对镍离子的穿透交换容量为0.487mmol·g-1(0.613 mmol·ml-1)。用较高浓度的硫酸对吸附在离子交换树脂上的镍离子进行解吸,其流出液中镍离子平均浓度为4.84 g·L-1,富集比在8倍以上,镍离子的解吸率达到97.47%。     

含氟生物浸出体系中阳离子竞争络合解毒机理研究

针对生物浸出体系中氟对浸矿微生物的抑制问题，提出结合氟的溶液化学性质，利用金属阳离子的竞争络合作用，使溶液中的游离F^-形成络合态，进而使细菌可耐受高氟浓度生长。比较了不同金属氟化物对细菌生长的影响，结果显示：AlF₃和FeF₃性质稳定，对细菌生长无明显影响；MgF₂溶于浸出体系释放F^-，对细菌产生毒害作用。热力学分析结果表明，Al³⁺、Fe³⁺对F^-的竞争络合机理以及Mg²⁺对F^-无竞争络合符合热力学定律。比较了Al³⁺和Fe³⁺对F^-的解毒能力，结果表明，Al³⁺、Fe³⁺对氟均有解毒作用，解毒能力大小为Al³⁺>Fe³⁺。通过PHREEQC计算可知，络合物形态可通过调节溶液中F^-与金属离子的浓度控制，且随着F^-与金属离子浓度比的减小，配位数向低配位方向移动。     

中等嗜热菌浸出德兴黄铜矿的试验研究

对中等嗜热菌在45 ℃下浸出德兴黄铜矿的情况进行了试验研究。结果表明,添加适量（4 g/L）的Fe²⁺有利于中等嗜热菌的生长和黄铜矿的浸出;中等嗜热菌活性高有利于提高黄铜矿的浸出率;在试验酸度范围内,pH=1.50时中等嗜热菌的活性最高;矿浆浓度越低、粒度越细,越有利黄铜矿的浸出。在最佳试验条件下,黄铜矿49.2 d的铜浸出率为73.32%。浸出渣的XRD分析结果揭示,在浸出一段时间后,黄铜矿慢慢发生钝化的原因在于硫单质和黄钾铁矾在其表面的附着。     

不同萃取体系分离微生物浸出液中低含量镍钴

采用P507一Cyanex272混合萃取体系分离微生物浸出液中的镍钴,实验结果表明该体系具有较好的协萃效应.结合低含量镍钴的微生物浸出液体系高酸度、低钴镍比的特点,对比了P507、Cyanex272和P507-Cyanex272三种萃取体系对镍钴的萃取分离效果,确定了在初始pH值1.5~2.2、对应的平衡pH值4.00~5.25条件下P507-Cyanex272协萃体系有较好的镍钴分离效果.系统考察了室温28℃下协萃体系各影响因素对镍钴分离的影响,确定协同萃取的最佳工艺为:P507与Cyanex272摩尔比3:2,皂化率60%,萃取剂体积分数10%,有机相(由萃取剂与煤油组成)和水相体积比1:4.在此条件下钻的一级萃取率为99.16%,镍钻分离系数为932.59.      

硫酸渣生物脱硫制备高品位铁精矿试验研究

通过Sulfobacillus thermotolerans,Leptosirillum ferriphilum,Lerroplasma acidiphilum混合菌对德尔尼铜、锌焙烧渣进行生物脱硫制备高品位铁精矿研究,并分析了生物脱硫协同回收铜、锌有价金属的机制。结果表明:细菌在9K培养基中的最佳培养条件为p H值1.2,温度45℃,细菌的浓度可达7.0×10~7cell·ml~(-1),Fe~(2+)氧化率可达97.78%。硫酸渣生物脱硫协同回收铜、锌的最佳试验条件为p H值1.2,温度45℃,硫酸渣粒度-0.038 mm,菌液接种量10%;浸渣中铁、铜、锌、硫含量分别为70.38%,0.14%,0.09%和0.396%;此条件下硫的脱除率可达82.93%,Cu~(2+)和Zn~(2+)浸出率分别可达80.02%和99.99%。浸渣分析结果表明:生物浸出后渣中铜、硫物相中的硫化物脱除率分别可达78.34%和94.60%,生物浸出后铁含量上升,铜、锌、硫含量大大降低,细菌对于大部分硫化矿都能较好的氧化,且在此酸度条件下铜、锌氧化矿物都能较好的溶解。最终所得的浸渣符合工业上制备高品位铁精矿的要求,这为硫酸渣提纯并回收金属提供一种思路,可取得明显的经济效益、环境效益与社会效益。     

有菌和无菌体系下辉铜矿氧化电化学

运用循环伏安曲线、稳态极化曲线和Tafel曲线等电化学手段以及X射线光电能谱（XPS）法研究了辉铜矿在有菌和无菌体系下氧化过程的电化学行为.研究结果验证了辉铜矿在有菌体系和无菌体系下的两步氧化溶解机理,第一步氧化反应为辉铜矿不断氧化生成缺铜的中间产物Cu_xS（1≤x<2）,直至生成CuS,在较低电位下即可进行;第二步反应为中间产物CuS的氧化,需要在较高电位下才可进行,反应速率较慢,是整个氧化反应的限制性步骤.循环伏安实验显示有菌体系电流密度明显大于无菌体系,表明细菌加快了辉铜矿的氧化速率.稳态极化实验显示辉铜矿点蚀电位较低,无菌体系第一段反应活化区电位范围小于有菌体系,表明辉铜矿氧化过程生成的中间产物硫膜具有钝化效应,细菌可以通过自身氧化作用破坏硫膜,减弱辉铜矿表面的钝化效果,加快辉铜矿的氧化溶解速率.X射线光电子能谱分析显示电极表面钝化层物质组成复杂,包含了CuS、多硫化物（S_n2-）、（S0）和含（SO₄2-）的氧化中间产物等多种物质,其中主要的钝化物为CuS,表明辉铜矿的氧化遵循多硫化物途径.      

含砷低品位硫化铜矿生物堆浸工业试验

福建紫金山含砷低品位硫化铜矿年产300tCu和1000tCu生物堆浸工业试验结果表明:铜浸出率随着矿石粒度的减小而提高,矿石粒度为-30mm,浸出周期为270d,铜的浸出率达到80.58%;铜萃取率和电积电流效率随着浸出液pH值的降低和电积液中铁的质量浓度的增加而降低,当浸出液pH值下降到1.19时,铜萃取率下降到了50%;通过增加堆高、定期中和萃余液、增加负载有机相洗涤和活性炭+沙滤+气浮塔脱除电积原液中有机物等工艺改进后,降低了萃取剂、煤油和电能的消耗量,提高了铜的浸出速率,浸出周期为200d,铜浸出率为81.31%,铜萃取--电积的耗电量为2679.98kW.h.t-1,高纯阴极铜生产成本1.05万元.t-1.